1、2002五公司技術交流會 渝懷線長壽長江大橋項目經理部渝懷線長壽長江大橋項目經理部 2002五公司技術交流會發發表表人人 ：李李德德坤坤 【摘要】【摘要】長壽長江大橋鋼梁懸拼跨度達長壽長江大橋鋼梁懸拼跨度達192米，位居國內首位。同時由于地形等因素的米，位居國內首位。同時由于地形等因素的影響，使得施工困難很大。中鐵大橋局集團影響，使得施工困難很大。中鐵大橋局集團五公司積極開展科技攻關，解決了一系列的五公司積極開展科技攻關，解決了一系列的關鍵技術問題，制訂了一套先進的施工方案。關鍵技術問題，制訂了一套先進的施工方案。本文簡要地介紹了該方案的相關要點及關鍵本文簡要地介紹了該方案的相關要點及關鍵技術

2、研究技術研究 。【關鍵詞】【關鍵詞】鋼梁架設鋼梁架設 方案方案 國內首位國內首位 困難困難 科技攻關科技攻關 2002五公司技術交流會1 1、工程概述、工程概述 長壽長江特大橋是新建鐵路渝懷線上跨越長江的一座特大橋，位長壽長江特大橋是新建鐵路渝懷線上跨越長江的一座特大橋，位于長壽縣境內，中心里程為于長壽縣境內，中心里程為DK89+623DK89+623，橋跨布置為，橋跨布置為2x24m+32x24m+332m32m預預應力混凝土簡支梁應力混凝土簡支梁+(144+2+(144+2192+144)m192+144)m下承式連續鋼梁下承式連續鋼梁+2+232m32m預應預應力混凝土簡支梁。橋梁全長力

3、混凝土簡支梁。橋梁全長898.36m898.36m，位于曲線及直線平坡上，橋高，位于曲線及直線平坡上，橋高95m95m，按復線要求一次建成。，按復線要求一次建成。 鋼梁主桁桁式采用有豎桿三角形桁式，桁高鋼梁主桁桁式采用有豎桿三角形桁式，桁高18m18m，桁寬，桁寬12m12m，節間，節間長度長度12m12m，在中間支點處設有下加勁桁，支點處加高。主桁弦桿在工，在中間支點處設有下加勁桁，支點處加高。主桁弦桿在工廠制造時與節點板焊成整體，安裝時與相鄰弦桿在節點外用高強度螺廠制造時與節點板焊成整體，安裝時與相鄰弦桿在節點外用高強度螺栓拼接。主桁上下弦桿及中間支點加勁弦桿均采用箱形截面。斜桿根栓拼接。

4、主桁上下弦桿及中間支點加勁弦桿均采用箱形截面。斜桿根據受力需要分為箱形截面及據受力需要分為箱形截面及H H型截面兩種情況。豎桿主要為型截面兩種情況。豎桿主要為H H型截面。型截面。 鋼梁架設采用從南岸（懷化岸）鋼梁架設采用從南岸（懷化岸）9#9#墩往北岸墩往北岸5#5#墩方向單頭架設的墩方向單頭架設的方案進行。鋼梁架設工期（含橋面系施工）僅一年。方案進行。鋼梁架設工期（含橋面系施工）僅一年。長壽長江特大橋為渝懷線重點控制工程，工期緊長壽長江特大橋為渝懷線重點控制工程，工期緊, ,技術復雜技術復雜, ,關系到全關系到全線鋪架總工期。全橋施工由中鐵大橋局集團五公司承擔，七公司及橋線鋪架總工期。全橋

5、施工由中鐵大橋局集團五公司承擔，七公司及橋機廠承擔鋼梁制造任務，施工監測委托橋科院進行。機廠承擔鋼梁制造任務，施工監測委托橋科院進行。2002五公司技術交流會2施工特點及難點施工特點及難點 橋位兩側施工場地狹窄，地形高差大，橋位兩側施工場地狹窄，地形高差大，主橋鋼梁的進場、預拼及存放較困難主橋鋼梁的進場、預拼及存放較困難, ,施工施工場地難于布置。場地難于布置。 (2) (2) 第一孔鋼梁采用臨時支墩半伸臂拼裝，臨時支墩受力大（豎第一孔鋼梁采用臨時支墩半伸臂拼裝，臨時支墩受力大（豎向設計荷載超過向設計荷載超過10001000噸噸/ /桁），且離地面較高，其中桁），且離地面較高，其中3 3、4#

6、4#臨時臨時支墩總高超過支墩總高超過6060米，自由長度大，還存在抗洪問題米，自由長度大，還存在抗洪問題, ,規模龐大，規模龐大，設計難度大。同時，由于地形陡峭、高差大，更增加了支墩設計難度大。同時，由于地形陡峭、高差大，更增加了支墩的施工難度；的施工難度； 2002五公司技術交流會長壽長江大橋鋼梁最大懸拼跨度長壽長江大橋鋼梁最大懸拼跨度達達192192米，為國內第一，米，為國內第一，其架設施工主要有以下難點其架設施工主要有以下難點: :(3)(3)架設第二孔鋼梁時，為保證抗傾覆系數，需在架設第二孔鋼梁時，為保證抗傾覆系數，需在9#9#墩后方拼裝墩后方拼裝6060米平衡梁。由于南岸無條件設置平

7、衡梁，如此龐大的壓重量米平衡梁。由于南岸無條件設置平衡梁，如此龐大的壓重量實施起來又幾乎不可能，借鑒蕪湖長江大橋的成功經驗，采用實施起來又幾乎不可能，借鑒蕪湖長江大橋的成功經驗，采用了后錨系統來代替壓重這一新工藝，是全橋鋼梁安全架設的了后錨系統來代替壓重這一新工藝，是全橋鋼梁安全架設的“生命線生命線”，施工需嚴格保證其施工質量。，施工需嚴格保證其施工質量。 （4 4）第）第2 2、3 3孔鋼梁需輔以單層吊索塔架進行架設，吊索塔架高孔鋼梁需輔以單層吊索塔架進行架設，吊索塔架高達達6060米，吊索水平距離達米，吊索水平距離達108108米，橫橋向跨度僅米，橫橋向跨度僅1212米，索力達米，索力達1

8、3501350噸噸/ /桁，各項設計參數均創國內記錄，設計及施工難度大。桁，各項設計參數均創國內記錄，設計及施工難度大。 2002五公司技術交流會（5 5）懸拼跨度達）懸拼跨度達192192米，梁端變形也大，計算撓度達米，梁端變形也大，計算撓度達2.52.5米，給米，給墩頂布置及頂落梁施工帶來了困難。由于寬跨比小，對鋼梁架墩頂布置及頂落梁施工帶來了困難。由于寬跨比小，對鋼梁架設的橫向穩定也帶來了不利影響。設的橫向穩定也帶來了不利影響。 （6 6）主桁桁式為帶豎桿三角形，在支點處還設有加勁弦，節點）主桁桁式為帶豎桿三角形，在支點處還設有加勁弦，節點交匯較多，部分桿件拼裝時需強行閉合，安裝困難。交

9、匯較多，部分桿件拼裝時需強行閉合，安裝困難。 2002五公司技術交流會3.1 鋼梁架設方案鋼梁架設方案 3施工方案及總體布置施工方案及總體布置 第一孔鋼梁采用臨時支墩半伸臂拼裝，從第二孔鋼梁開第一孔鋼梁采用臨時支墩半伸臂拼裝，從第二孔鋼梁開始，采用全伸臂拼裝，其中二、三孔鋼梁由于跨度較大始，采用全伸臂拼裝，其中二、三孔鋼梁由于跨度較大(192(192米），需借助單層吊索塔架輔助進行拼裝。米），需借助單層吊索塔架輔助進行拼裝。 首先在首先在9#9#墩與墩與11#11#臺之間搭設棧橋以便運輸鋼梁，在臺之間搭設棧橋以便運輸鋼梁，在9#9#墩墩與與8#8#墩間拼裝墩間拼裝4 4個臨時支墩在膺架上拼裝及

10、半懸臂拼裝安裝個臨時支墩在膺架上拼裝及半懸臂拼裝安裝架設架設144m144m跨鋼梁（第一孔），再將單層吊索塔架移至跨鋼梁（第一孔），再將單層吊索塔架移至8#8#墩頂墩頂處，懸臂安裝處，懸臂安裝7#7#與與8#8#墩之間墩之間192m192m跨鋼梁（需設置預應力后錨跨鋼梁（需設置預應力后錨裝置）。接著將單層吊索塔架移至裝置）。接著將單層吊索塔架移至7#7#墩頂處，懸臂拼裝墩頂處，懸臂拼裝7#7#與與6#6#墩之間墩之間192m192m跨鋼梁，然后懸臂拼裝跨鋼梁，然后懸臂拼裝6#6#與與5#5#墩之間墩之間144m144m跨鋼跨鋼梁（不使用吊索塔架），吊索塔架退至梁（不使用吊索塔架），吊索塔架退至

11、9#9#墩附近拆除。墩附近拆除。 2002五公司技術交流會附圖一：附圖一： 2002五公司技術交流會圖圖3.2場地布置場地布置 南岸預拼場設置在懷化岸南岸預拼場設置在懷化岸11#11#臺后，面積約臺后，面積約6400m6400m2 2左右，左右，設置預拼臺座和存放臺座，預拼場配備設置預拼臺座和存放臺座，預拼場配備40t40t龍門吊機龍門吊機2 2臺、汽臺、汽車吊車吊1 1臺。由于施工場地較小，僅能存放臺。由于施工場地較小，僅能存放5 5孔鋼梁。孔鋼梁。 鋼桁梁桿件由水運至南岸（懷化岸）棧橋碼頭后，由鋼桁梁桿件由水運至南岸（懷化岸）棧橋碼頭后，由CWQ50/16CWQ50/16型碼頭吊機起吊，放

12、置于下棧橋運梁平車上，然后型碼頭吊機起吊，放置于下棧橋運梁平車上，然后經過直、曲線軌道運至經過直、曲線軌道運至9#9#墩處鋼梁提升站下，再由提升站墩處鋼梁提升站下，再由提升站QLY50/16QLY50/16型吊機起吊至上棧橋運梁平車上，再運至預拼場預型吊機起吊至上棧橋運梁平車上，再運至預拼場預拼。鋼梁預拼好后，用運梁平車通過上棧橋及鋼梁上運梁道拼。鋼梁預拼好后，用運梁平車通過上棧橋及鋼梁上運梁道運輸至架設點架設。具體布置見附圖一：鋼梁架設場地布置運輸至架設點架設。具體布置見附圖一：鋼梁架設場地布置圖。圖。 鋼梁第鋼梁第1 1、2 2個節間利用個節間利用9#9#墩處鋼梁提升站吊機安裝，然墩處鋼梁

13、提升站吊機安裝，然后在其上安裝另一臺可走行后在其上安裝另一臺可走行QLY50/16QLY50/16型架梁吊機進行鋼梁拼型架梁吊機進行鋼梁拼裝。吊索塔架拼裝用裝。吊索塔架拼裝用ZSC5012ZSC5012型吊機完成。具體布置見附圖型吊機完成。具體布置見附圖二：鋼梁安裝橋上主要大型設備布置圖。二：鋼梁安裝橋上主要大型設備布置圖。 2002五公司技術交流會4關鍵技術研究關鍵技術研究 4.1 施工監控施工監控 4.1.1 施工監控的必要性施工監控的必要性 主橋鋼梁具有懸拼跨度大，寬跨比小，安裝應力水平高，主橋鋼梁具有懸拼跨度大，寬跨比小，安裝應力水平高，撓度大等特點，在施工過程中又輔以臨時支墩（單桁受

14、力撓度大等特點，在施工過程中又輔以臨時支墩（單桁受力達達1300t1300t）、吊索塔架（塔高）、吊索塔架（塔高60m60m，索力達，索力達1350t/1350t/桁）、臨桁）、臨時后錨系統（拉力達時后錨系統（拉力達1000t/1000t/桁）等關鍵設備，構成了全橋桁）等關鍵設備，構成了全橋鋼梁架設的三條生命線鋼梁架設的三條生命線, ,另外鋼梁安裝產生的內應力直接影另外鋼梁安裝產生的內應力直接影響到成橋后結構受力。為了安全、優質地架設鋼梁，非常響到成橋后結構受力。為了安全、優質地架設鋼梁，非常有必要在施工過程中對主體結構鋼梁及上述輔助結構實施有必要在施工過程中對主體結構鋼梁及上述輔助結構實施有

15、效的監測、控制，掌握其在拼裝過程中的使用情況及安有效的監測、控制，掌握其在拼裝過程中的使用情況及安全度，確保萬無一失。全度，確保萬無一失。 2002五公司技術交流會4.1.2 施工監控的內容施工監控的內容 ( (1) 1) 施工控制計算；施工控制計算；(2) (2) 鋼梁桿件應力測試；鋼梁桿件應力測試；(3) (3) 位移測量；位移測量；(4) (4) 后錨索索力測試；后錨索索力測試；(5) (5) 吊索塔架索力測試；吊索塔架索力測試；(6) (6) 臨時支墩監測。臨時支墩監測。2002五公司技術交流會4.1.3 施工控制計算施工控制計算 本橋施工控制計算利用西南交大編制的本橋施工控制計算利用

16、西南交大編制的“橋梁結構分析橋梁結構分析系統系統”（簡稱（簡稱BSASBSAS）程序進行。程序具備考慮結構自重）程序進行。程序具備考慮結構自重、公鐵路活載、溫度變化、支座位移、施工臨時荷載等、公鐵路活載、溫度變化、支座位移、施工臨時荷載等常規功能，并能自動生成結構簡圖及恒載內力、位移圖常規功能，并能自動生成結構簡圖及恒載內力、位移圖，輸出各施工階段和運營階段的恒載內力和支點反力、，輸出各施工階段和運營階段的恒載內力和支點反力、位移等。對斜拉索，程序自動處理為軸向受力單元，并位移等。對斜拉索，程序自動處理為軸向受力單元，并按按ErnstErnst公式對彈性橫量進折減，以計入拉索幾何非線公式對彈性

17、橫量進折減，以計入拉索幾何非線性的影響。性的影響。計算時依照桿件截面特性，將全橋離散成計算時依照桿件截面特性，將全橋離散成274274個單元，個單元，建立平面模型。按照施工順序的進行，進行前進分析，建立平面模型。按照施工順序的進行，進行前進分析，計算出每一階段的結構狀態（幾何狀態、內力狀態），計算出每一階段的結構狀態（幾何狀態、內力狀態），并與實測值進行比較，分析偏差產生的原因，修正計算并與實測值進行比較，分析偏差產生的原因，修正計算參數，為下一階段的施工提出更為準確的計算結果。參數，為下一階段的施工提出更為準確的計算結果。 2002五公司技術交流會4.1.4 監測方法監測方法 鋼梁安裝桿件的

18、應力監測采用瑞士產的手持式應變儀，鋼梁安裝桿件的應力監測采用瑞士產的手持式應變儀，每一測試斷面布置八個測點，其中溫度補償兩測點，中每一測試斷面布置八個測點，其中溫度補償兩測點，中性軸兩個測點，上下緣對稱于中性軸布置四個測點。性軸兩個測點，上下緣對稱于中性軸布置四個測點。吊索塔架索力監測采用頻譜分析法，利用緊固在纜索上吊索塔架索力監測采用頻譜分析法，利用緊固在纜索上的高靈敏度傳感器，拾取索在環境振動激勵下的自振動的高靈敏度傳感器，拾取索在環境振動激勵下的自振動信號，經過濾波、放大、譜分析，得出纜索的自振頻率信號，經過濾波、放大、譜分析，得出纜索的自振頻率，根據自振頻率與索力的關系，確定索力。，根

19、據自振頻率與索力的關系，確定索力。 后錨索力監測采用錨下安裝壓力環的方法，通過環行測后錨索力監測采用錨下安裝壓力環的方法，通過環行測力測力計獲取可靠的索力值。力測力計獲取可靠的索力值。鋼梁安裝位移監測和臨時支墩監測均采用全站儀和水準鋼梁安裝位移監測和臨時支墩監測均采用全站儀和水準儀。鋼梁安裝主要監測撓度、中線、水平位移等；臨時儀。鋼梁安裝主要監測撓度、中線、水平位移等；臨時支墩監測支架變形、下沉量等。支墩監測支架變形、下沉量等。2002五公司技術交流會4.2.1 設計特點設計特點 本橋臨時支墩規模龐大，國內罕見。其設計主要有以下特點本橋臨時支墩規模龐大，國內罕見。其設計主要有以下特點: :(1

20、)(1) 承受荷載大。其中承受荷載大。其中3 3、4#4#支墩單桁設計反力均超過支墩單桁設計反力均超過1000t1000t；(2)(2) 自由度高。自由度高。3 3、4#4#支墩總高度均超過支墩總高度均超過6060米，穩定問題十分突出米，穩定問題十分突出；(3)(3) 同一支墩上、下游側支腿高低不一，受力不均。最大高差達同一支墩上、下游側支腿高低不一，受力不均。最大高差達1010米；米；(4) (4) 施工難度大。施工難度大。1 1、2 2、3#3#支墩基礎位于陡坡上，如果采用爆破法支墩基礎位于陡坡上，如果采用爆破法施工將損壞巖石的整體性施工將損壞巖石的整體性, ,同時周圍還有長壽區重點文物保

21、護建筑同時周圍還有長壽區重點文物保護建筑- -龍王廟和民房，因此嚴禁放炮龍王廟和民房，因此嚴禁放炮, ,僅能人工開挖，工作量巨大。僅能人工開挖，工作量巨大。(5)(5) 支墩頂部布置復雜。由于支點反力大，需設置強大的分配梁體支墩頂部布置復雜。由于支點反力大，需設置強大的分配梁體系才能將巨大的集中力均勻地傳到各個柱腳上。此外還要考慮起頂系才能將巨大的集中力均勻地傳到各個柱腳上。此外還要考慮起頂千斤頂的布置；千斤頂的布置；4#4#支墩位于水中，存在抗洪問題。支墩位于水中，存在抗洪問題。 4.2 大型臨時支墩設計大型臨時支墩設計 2002五公司技術交流會4.2.2 技術措施技術措施 根據現場實際地形

22、地質情況及各臨時支墩的設計反力，除根據現場實際地形地質情況及各臨時支墩的設計反力，除3#3#支墩支墩采用挖孔樁基礎、支架為鋼管柱外，其余采用挖孔樁基礎、支架為鋼管柱外，其余3 3個支墩均采用擴大基礎個支墩均采用擴大基礎、萬能桿件支架。、萬能桿件支架。1 1、2 2、3 3支墩之間設支墩之間設2 2道萬能桿件平聯。道萬能桿件平聯。支架頂均設有分配梁、鋼墊塊等，為了調節鋼梁架設過程中的節支架頂均設有分配梁、鋼墊塊等，為了調節鋼梁架設過程中的節點高程，在點高程，在3 3、4#4#支墩上每桁下還布置了支墩上每桁下還布置了4 4臺臺500500噸千斤頂。噸千斤頂。本橋采用萬能桿件及鋼管柱兩種常備構件作材

23、料，因地制宜，設本橋采用萬能桿件及鋼管柱兩種常備構件作材料，因地制宜，設計出計出4 4個臨時支墩。既滿足了受力要求，又利于安裝及拆除，減小個臨時支墩。既滿足了受力要求，又利于安裝及拆除，減小了投入，創造了一定的效益。了投入，創造了一定的效益。2002五公司技術交流會 長壽長江大橋架梁用吊索塔架是一臺龐大的專用設備，長壽長江大橋架梁用吊索塔架是一臺龐大的專用設備，它受力它受力 大、精度高、結構復雜。塔架各項設計參數均創國大、精度高、結構復雜。塔架各項設計參數均創國內之最內之最, ,主要技術指標如下主要技術指標如下: : 4.3 吊索塔架設計吊索塔架設計 計算高度吊索距支點水平距離吊索索力吊索傾角

24、吊索初張力橫橋向跨度順橋向跨度60米108米1350噸/桁29.055650噸/桁12米17.6米2002五公司技術交流會吊索塔架高吊索塔架高60m60m，為鋼梁跨度，為鋼梁跨度192m192m的的1/3.21/3.2，與斜拉橋相比高度較，與斜拉橋相比高度較大。吊索塔架由三部分組成：主結構，即中心立柱、支承座及墊大。吊索塔架由三部分組成：主結構，即中心立柱、支承座及墊座；張拉系統，即吊索、錨箱、塔頂拉板、鋼梁節點拉板；輔助座；張拉系統，即吊索、錨箱、塔頂拉板、鋼梁節點拉板；輔助結構，即主、副萬能桿件系統和走行機構。結構，即主、副萬能桿件系統和走行機構。中心立柱的橫截面為中心立柱的橫截面為6 6

25、根焊接根焊接H H形鋼及連接綴桿組成的格構式壓桿形鋼及連接綴桿組成的格構式壓桿，綴桿采用萬能桿件。主結構各部分之間均采用精制螺栓連接，綴桿采用萬能桿件。主結構各部分之間均采用精制螺栓連接，萬能桿件部分采用粗制螺栓連接。萬能桿件部分采用粗制螺栓連接。吊索塔架共用了吊索塔架共用了4 4組拉纜：前方組拉纜：前方2 2組和后方組和后方2 2組。每組拉纜受力為組。每組拉纜受力為1350t1350t，由，由6 6根吊索組成。每根吊索均含根吊索組成。每根吊索均含77高強鋼絲（高強鋼絲（b b=1670MPa=1670MPa）9191根，設計索力根，設計索力225t225t。吊索采用。吊索采用PESM7-91

26、PESM7-91型冷鑄型冷鑄錨具，吊索兩端均為該型的張拉端錨具。吊索索長計算按斜拉索錨具，吊索兩端均為該型的張拉端錨具。吊索索長計算按斜拉索的長度計算公式進行計算，需考慮拉索彈性伸長、垂曲及鋼梁架的長度計算公式進行計算，需考慮拉索彈性伸長、垂曲及鋼梁架設坡度、撓度等因素的影響。吊索上端通過上錨箱與塔頂頂部拉設坡度、撓度等因素的影響。吊索上端通過上錨箱與塔頂頂部拉板銷接板銷接, ,下端通過下錨箱與鋼梁節點拉板銷接。下端通過下錨箱與鋼梁節點拉板銷接。萬能桿件系統與中心立柱連接組成完整的吊索塔架結構，同時也萬能桿件系統與中心立柱連接組成完整的吊索塔架結構，同時也與走行結構結合，成為可走行的吊索塔架結構。走行機構分與走行結構結合，成為可走行的吊索塔架結構。走行機構分4 4個個支點，由車輪、輪箱、分配梁和主梁四部分組成，為套箱結構，支點，由車輪、輪箱、分配梁和主梁四部分組成，為套箱結構，車輪直徑車輪直徑700mm700mm，輪壓設計值為，輪壓設計值為25t25t，整臺吊索塔架走行重量按，整